一、什么是工廠方法模式

簡單工廠模式存在的問題: 類的創(chuàng)建依賴工廠類，也就是說，如果想要拓展程序，必須對工廠類進(jìn)行修改，這違背了開閉原則。

工廠方法模式是一種常用的類創(chuàng)建型設(shè)計模式,此模式的核心精神是封裝類中變化的部分，提取其中個性化善變的部分為獨立類，通過依賴注入以達(dá)到解耦、復(fù)用和方便后期維護(hù)拓展的目的。

工廠方法模式的意義是定義一個創(chuàng)建產(chǎn)品對象的工廠接口，將實際創(chuàng)建工作推遲到子類當(dāng)中。核心工廠類不再負(fù)責(zé)產(chǎn)品的創(chuàng)建，這樣核心類成為一個抽象工廠角色，僅負(fù)責(zé)具體工廠子類必須實現(xiàn)的接口，這樣進(jìn)一步抽象化的好處是使得工廠方法模式可以使系統(tǒng)在不修改具體工廠角色的情況下引進(jìn)新的產(chǎn)品。

工廠方法模式是簡單工廠模式的衍生，解決了許多簡單工廠模式的問題。實現(xiàn)開閉原則，實現(xiàn)了可擴展。其次更復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于產(chǎn)品結(jié)果復(fù)雜的場合。

工廠方法模式之所以又被稱為多態(tài)工廠模式，是因為所有的具體工廠類都具有同一抽象父類。

二、工廠方法模式的結(jié)構(gòu)

三、工廠方法模式的代碼實現(xiàn)

python實現(xiàn)

from abc import ABCMeta, abstractmethod


# 抽象產(chǎn)品角色
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass


# 具體產(chǎn)品角色一
class AliPayment(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'ali pay {money}.')


# 具體產(chǎn)品角色二
class WxPayment(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'wx pay {money}..')


# 抽象工廠角色
class PaymentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_payment(self):
        pass


# 具體工廠角色一
class AliPaymentFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return AliPayment()


# 具體工廠角色二
class WxPaymentFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return WxPayment()


if __name__ == '__main__':
    ali_factory = AliPaymentFactory()
    ali = ali_factory.create_payment()
    ali.pay(100)

    wx_factory = WxPaymentFactory()
    wx = wx_factory.create_payment()
    wx.pay(10)

golang實現(xiàn)

package main

import "fmt"

type payment interface {
    pay(money string)
}

type aliPayment struct {
    payment
}

func (ali aliPayment) pay(money string) {
    fmt.Println("this is ali pay: " + money)
}

type wxPayment struct {
    payment
}

func (wx wxPayment) pay(money string) {
    fmt.Println("this is wx pay: " + money)
}

type factory interface {
    create() payment
}

type aliFactory struct {
    factory
}

func (ali aliFactory) create() payment {
    return aliPayment{}
}

type wxFactory struct {
    factory
}

func (wx wxFactory) create() payment {
    return wxPayment{}
}

func main2() {
    var ali_factory aliFactory
    {
        ali_payment := ali_factory.create()
        ali_payment.pay("100")
    }

    var wx_factory wxFactory
    {
        wx_payment := wx_factory.create()
        wx_payment.pay("10")
    }
}

四、工廠方法模式的優(yōu)缺點

優(yōu)點

• 在工廠方法模式中，工廠方法用來創(chuàng)建客戶所需要的產(chǎn)品，同時還向客戶隱藏了哪種具體產(chǎn)品類將被實例化這一細(xì)節(jié)，用戶只需要關(guān)心所需產(chǎn)品對應(yīng)的工廠，無須關(guān)心創(chuàng)建細(xì)節(jié)，甚至無須知道具體產(chǎn)品類的類名。
• 基于工廠角色和產(chǎn)品角色的多態(tài)性設(shè)計是工廠方法模式的關(guān)鍵。它能夠使工廠可以自主確定創(chuàng)建何種產(chǎn)品對象，而如何創(chuàng)建這個對象的細(xì)節(jié)則完全封裝在具體工廠內(nèi)部。
• 使用工廠方法模式的另一個優(yōu)點是在系統(tǒng)中加入新產(chǎn)品時，無須修改抽象工廠和抽象產(chǎn)品提供的接口，無須修改客戶端，也無須修改其他的具體工廠和具體產(chǎn)品，而只要添加一個具體工廠和具體產(chǎn)品就可以了。這樣，系統(tǒng)的可擴展性也就變得非常好，完全符合“開閉原則”。

缺點

• 在添加新產(chǎn)品時，需要編寫新的具體產(chǎn)品類，而且還要提供與之對應(yīng)的具體工廠類，系統(tǒng)中類的個數(shù)將成對增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，有更多的類需要編譯和運行，會給系統(tǒng)帶來一些額外的開銷。
• 由于考慮到系統(tǒng)的可擴展性，需要引入抽象層，在客戶端代碼中均使用抽象層進(jìn)行定義，增加了系統(tǒng)的抽象性和理解難度，且在實現(xiàn)時可能需要用到DOM、反射等技術(shù)，增加了系統(tǒng)的實現(xiàn)難度。

五、工廠方法模式的應(yīng)用場景

• 一個類不知道它所需要的對象的類：在工廠方法模式中，客戶端不需要知道具體產(chǎn)品類的類名，只需要知道所對應(yīng)的工廠即可，具體的產(chǎn)品對象由具體工廠類創(chuàng)建；客戶端需要知道創(chuàng)建具體產(chǎn)品的工廠類。

• 一個類通過其子類來指定創(chuàng)建哪個對象：在工廠方法模式中，對于抽象工廠類只需要提供一個創(chuàng)建產(chǎn)品的接口，而由其子類來確定具體要創(chuàng)建的對象，利用面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性和里氏代換原則，在程序運行時，子類對象將覆蓋父類對象，從而使得系統(tǒng)更容易擴展。將創(chuàng)建對象的任務(wù)委托給多個工廠子類中的某一個，客戶端在使用時可以無須關(guān)心是哪一個工廠子類創(chuàng)建產(chǎn)品子類，需要時再動態(tài)指定，可將具體工廠類的類名存儲在配置文件或數(shù)據(jù)庫中。

六、對比

工廠方法模式和簡單工廠模式的區(qū)別

簡單工廠模式：

• 工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建的對象比較少，由于創(chuàng)建的對象較少，不會造成工廠方法中的業(yè)務(wù)邏輯太過復(fù)雜。
• 客戶端只知道傳入工廠類的參數(shù)，對于如何創(chuàng)建對象并不關(guān)心。

工廠方法模式：

• 客戶端不知道它所需要的對象的類。
• 抽象工廠類通過其子類來指定創(chuàng)建哪個對象。

七、總結(jié)

工廠方法模式又稱為工廠模式，它屬于類創(chuàng)建型模式。在工廠方法模式中，工廠父類負(fù)責(zé)定義創(chuàng)建產(chǎn)品對象的公共接口，而工廠子類則負(fù)責(zé)生成具體的產(chǎn)品對象，這樣做的目的是將產(chǎn)品類的實例化操作延遲到工廠子類中完成，即通過工廠子類來確定究竟應(yīng)該實例化哪一個具體產(chǎn)品類。

工廠方法模式包含四個角色：
抽象產(chǎn)品是定義產(chǎn)品的接口，是工廠方法模式所創(chuàng)建對象的超類型，即產(chǎn)品對象的共同父類或接口；
具體產(chǎn)品實現(xiàn)了抽象產(chǎn)品接口，某種類型的具體產(chǎn)品由專門的具體工廠創(chuàng)建，它們之間往往一一對應(yīng)；
抽象工廠中聲明了工廠方法，用于返回一個產(chǎn)品，它是工廠方法模式的核心，任何在模式中創(chuàng)建對象的工廠類都必須實現(xiàn)該接口；
具體工廠是抽象工廠類的子類，實現(xiàn)了抽象工廠中定義的工廠方法，并可由客戶調(diào)用，返回一個具體產(chǎn)品類的實例。 

工廠方法模式是簡單工廠模式的進(jìn)一步抽象和推廣。由于使用了面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性，工廠方法模式保持了簡單工廠模式的優(yōu)點，而且克服了它的缺點。在工廠方法模式中，核心的工廠類不再負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品的創(chuàng)建，而是將具體創(chuàng)建工作交給子類去做。這個核心類僅僅負(fù)責(zé)給出具體工廠必須實現(xiàn)的接口，而不負(fù)責(zé)產(chǎn)品類被實例化這種細(xì)節(jié)，這使得工廠方法模式可以允許系統(tǒng)在不修改工廠角色的情況下引進(jìn)新產(chǎn)品。 

工廠方法模式的主要優(yōu)點是增加新的產(chǎn)品類時無須修改現(xiàn)有系統(tǒng)，并封裝了產(chǎn)品對象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)，系統(tǒng)具有良好的靈活性和可擴展性；其缺點在于增加新產(chǎn)品的同時需要增加新的工廠，導(dǎo)致系統(tǒng)類的個數(shù)成對增加，在一定程度上增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。 

工廠方法模式適用情況包括：
一個類不知道它所需要的對象的類；
一個類通過其子類來指定創(chuàng)建哪個對象；將創(chuàng)建對象的任務(wù)委托給多個工廠子類中的某一個，客戶端在使用時可以無須關(guān)心是哪一個工廠子類創(chuàng)建產(chǎn)品子類，需要時再動態(tài)指定。